作者： achronix
隨著人工智慧機器學習 （AI ML） 和其他複雜的、以資料為中心的工作負載的廣泛部署，對高效能計算的需求持續飆公升，對高效能網路的需求持續呈指數級增長。 HPC 曾經是乙個孤立的超級計算機領域，現在從超級計算機到邊緣解決方案，在各個層面都可以看到 HPC，隨著我們更快地將解決方案推向市場，網路安全和高複雜性應用程式發揮著更大的作用。
為了滿足網路加速的需求，並提供靈活、可重新程式設計的網路，Achronix為資料中心運營商、雲服務提供商和電信公司提供了基於Achronix Speedster7T FPGA晶元的Achronix網路基礎設施程式碼（ANIC）和SmartNIC。 這些可程式設計加速器整合了 400 GbE 連線速度和 PCIe Gen 5 等前沿技術0 功能、片上網路和高速並行處理，提供無與倫比的效能、可擴充套件性和靈活性組合。
ANIC 是乙個完整的設計，由模組化 FPGA IP 組成，提供針對高效能網路管道優化的 SmartNIC 解決方案的所有基本功能單元。 它強烈支援 400 GbE 和 PCIe Gen 50 功能使所有型別的使用者能夠根據其特定需求快速開發高頻寬智慧型網卡解決方案，以滿足他們隨著條件變化而不斷變化的需求。
更好的效能，更大的靈活性
為了提高網路效能，越來越多的客戶轉向 SmartNIC，因為它可以通過解除安裝資料包處理和加密等日常任務來減輕主機伺服器 CPU 的負擔。 除了節省 CPU 週期的經濟效益外，解除安裝還可以提高整體系統效能和資源效率。 SmartNIC還具有可定製和可程式設計性，使使用者能夠靈活地適應不斷變化的網路需求。
Infiniband （IB） 是一種用於高效能計算的傳統網路技術。 雖然 IB 的效能很好，但它無法提供部署在傳統資料中心（使用乙太網作為標準網路協議）的 HPC HPC 解決方案所需的靈活性或密度。 Achronix的ANIC解決方案支援400 GbE的快速資料傳輸速率，同時還提供了在網路介面卡（NIC）上部署網路應用程式的能力。此功能可以顯著提高應用程式效能並減少事務延遲。 基於 FPGA 的 ANIC 方法提供了出色的確定性和始終如一的低應用延遲，使 ANIC 成為具有嚴格實時處理需求的應用的首選。
實現 SmartNIC 架構的一種方法是在高效能網路資料路徑中新增計算單元（如 ARM 核心等），以實現靈活可程式設計的網路。 雖然增加 CPU 核心確實提供了網路解除安裝和應用程式加速，但處理器核心可以提供的網路效能本身也受到限制。 電源和空間限制將單個網絡卡上可部署的核心數量限制為 10 個，從而限制了指令集，從而限制了效能。
ANIC 沒有使用效能受限的 ARM 核心，而是在高效能 Achronix Speedster7T FPGA 器件上執行，而 Anic 的模組化架構簡化了元件選擇過程並加快了設計階段。 此外，Speedster7T FPGA 器件的部分重新配置可實現動態調整，以滿足不斷變化的要求。 這種部署敏捷性可以節省大量時間和成本。
這是效能上乙個數量級的飛躍，“Achronix Smartnic產品規劃總監Scott Schweitzer說。 “在ANIC上可以在一微秒內完成的事情在ARM核心上可能需要幾毫秒，而在幾納秒內完成的事情可能需要幾微秒。 ”
基於ANA，使用者有機會部署自定義IP功能。 這種自定義 IP 功能為自定義應用程式開啟了大門，例如鍵值儲存、入侵防禦、重複資料刪除和其他網路功能，所有這些功能都以 400 GB 的網路速度執行。
在高效能計算中使用 FPGA 加速的 SmartNIC：遊戲規則改變者
高效能計算環境需要卓越的處理能力、高效的資料移動速度和高速互連能力，以實現最佳效能。 各種SmartNIC，特別是基於FPGA的解決方案，如Achronix提供的解決方案，可以無縫地滿足這些要求。
在高效能計算中採用基於 FPGA 的 SmartNIC 的主要好處之一是定製。 借助 Speedster7T，具有 400 GbE 乙太網和 PCIe Gen5 功能的可重新程式設計 FPGA，是高效能計算集群的多功能構建模組。
ACHRONIX構建了ANIC使使用者能夠優化其網路資料路徑並加速網路應用。 ANIC 提供完整的 SmartNIC 管道，包括資料包介面、FIFO 緩衝區、標頭解析器、流、規則引擎和 DMA 引擎。 每個功能單元都可以根據客戶的需求進行選擇或消除，從而實現全部或部分資料包加速，並在 Speedster7T FPGA 器件上為客戶定義的網路加速應用保留高達 50% 的邏輯資源。
Speedster7T FPGA 器件還提供 2D 片上網路 （2D NOC），旨在在 FPGA 晶元內提供高達 20 Tbps 的頻寬，並進一步增強模組化應用的部署。 每個ANIC模組都可以放置在FPGA上，也可以利用80個網路接入點進行實時公升級。
Anic 的邏輯模組可以像樂高積木一樣組合在一起，以建立量身定製的 SmartNIC 解決方案，“Schweitzer 說。 根據他們想要實現的目標，客戶可以選擇使用部分或全部 ANIC 功能單元來組裝解決方案。 “這種模組化的可組合性確保使用者只使用特定應用所需的模組，從而消除了不必要的開銷。
在 HPC 中，加速 IO 至關重要。 SmartNIC 允許超快速的資料移動，這有助於快速處理大型資料集。 例如，在需要更深入的資料包檢測的 DDoS 緩解應用中，ANANIC 基於 FPGA 的高度並行設計支援高效的資料包處理，以確保及時識別和緩解威脅。
在高效能計算和資料驅動應用的時代，Achronix提供基於FPGA的SmartNIC，提供無與倫比的速度、解除安裝的處理能力、增強的安全性和卓越的靈活性。 無論是尋求高速資料處理、減少延遲還是提高整體效率，SmartNIC 都為高效能網路的未來鋪平了道路。 隨著資料的激增和應用需求的不斷增長，SmartNIC 對於任何希望突破高效能網路和計算界限的人來說都是一項關鍵的創新。
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